无机材料的受力形变精品PPT课件

yz
yz G
zx
zx G
式中 G为剪切模量或刚性模量。
G，E，之间有下列关系：
G
E
21
K—各向同等的压力 P除以体积变化为材料的体积模 量，又称为流体静压模量。
K VPV31 E2
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各向异性材料的虎克定律
E x E y E z ， x yy zz x 。
在单向受应力 x时， y，z 方向上的应变为：
udy
u
tg
y dyvdy
1yv
u y
y
y
那么，
xy
uv
y x
此即为平面xz与yz之间的剪应变。同样地也可以求出 另外两个剪应变来。
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把三个剪应变都写出来，即为：
xy yz
u y v z
v x w y
zx
w x
u z
（1-5）
和一点的应力状态可有六个应力分量来决定一样， 一点的应变状态也可由与应力分量对应的六个应变分量 来决定：即三个剪应变分量及三个伸长应变分量。
式中： y S x 2 1 y Ex xyx x 称 之为y弹xE 性x x柔 顺S 系2数1x
弹性柔顺系数 S中，下标十位数为应变方向，个位数
为所受应力的方向。
同理：
zx
zx
x
Ex
S31 x，S31
zx
Ex
xx
x
Ex
S11 x，S11
1 Ex
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2、弹性模量
弹性变形起源于晶体点阵中原子间的相互作用，是晶 格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映，弹性模量 E是原子间结合强度的一个标志。
nbc l tt
则宏观应变率 d dt lltbltnc llb 2t n vcDbc

图1 位错形成微裂纹示意图 （a）组合 （b）塞积 （c）交截
• （b）材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表 面裂纹。
• （c）由热应力形成裂纹。
图2 由于热应力形成的裂纹
（2） 裂纹的扩散
• 前提：材料中存在裂纹，由于位错的迁移和 受阻而产生新裂纹并扩散裂纹。
可延展性材料：位错迁移不受阻碍，许多能量消耗于塑性 流动，不能形成裂纹。
310 烧结稳定化ZrO2 150 P=5 %
83
石英玻璃
72
290 莫来石瓷
69
9
滑石瓷
69
210 镁质耐火砖
170
407
2. 影响弹性模量的因素
• （1）晶体结构
• （2）孔结构 E随着孔体积的提高而降低 长形孔比球形孔对E的值影响大
• （3）温度 大部分固体，受热后渐渐开始变软，弹性常 数随温度升高而降低。
• ——出现完全分离断裂。
三、塑性
• 1.定义
塑性变形 ——指在材料受力时，当应力超过屈 服点后，能产生显著的残余变形而不即行断裂 的性质，残余变形即称为塑性变形。 延展性——材料经塑性变形后而不被破坏的能力。
• 2.影响因素
（1）温度 （2）载荷和位错速度
图3 MgO和KBr弯曲试验的应力-应变曲线
在适当条件下，无机材料中也可能会存在塑性变形。
四、韧性
• 1. 定义
• ——指材料抵抗裂纹产生和扩展的能力。 • ——是材料断裂过程中单位体积材料吸收能量
的量度。 • ——可由拉伸应力-应变曲线下的面积大小衡
量。
• 2. 衡量指标
• 冲击韧性 • 断裂韧性
Titanic沉没原因
Titanic ——含硫高的钢板， 韧性很差，特别是在低温 呈脆性。所以，冲击试样 是典型的脆性断口。近代 船用钢板的冲击试样则具 有相当好的韧性。

因此，OA与OA′之间的夹角为：
∂v ∂v dx ∂x ∂x ≈ ∂v α ≈ tgα = = ∂u ∂u ∂x dx + dx 1 + ∂x ∂x
。 。
，
∂u ∂u ， 同理，B与B’之间在x方向的距离为 (u + dy − u ) = ∂y ∂y
则oB与oB’之间的畸变夹角为：
∂u ∂u dy ∂u ∂y ∂y β ≈ tg β = = ≈ ∂v ∂v ∂y dy + dy 1 + ∂y ∂y
第一章 无机材料的受力形变
第一节 第二节 第三节 第四节 无机材料的应力、 无机材料的应力、应变及弹性形变 无机材料中晶相的塑性形变 无机材料的高温蠕变 高温下玻璃相的粘性流动
第一节
材料的应力、 材料的应力、应变及弹性形变
材料在外力作用下，发生形状和大小的变化， 材料在外力作用下，发生形状和大小的变化，称 形变。 为形变。
V2 V1 1 = + E L E 2 E1
限模量。 限模量。
or
E1 E 2 EL = E1V2 + E 2V1
式中：EL—为两相系统弹性模量的最低值，也称下 为两相系统弹性模量的最低值， 式中： 为两相系统弹性模量的最低值
对连续基体内的密闭气孔，可用下面的经验公式计算弹性模量： 对连续基体内的密闭气孔，可用下面的经验公式计算弹性模量：
图1.8 原子间的结合力
从原子间的结合力曲线可以看出，弹性模量E实 际上和该曲线上任一受力点的曲线斜率有关。
tg 就反映了弹性模量的 1）在不受外力的情况下， α 在不受外力的情况下，
大小。 大小。 a. 共价键、离子键结合的晶体，结合力强，E都较大； b. 分子键结合力弱，这样键合的物体E较低。 2）改变原子间距离将影响弹性模量 压应力使原子间距离变小，曲线上该点的斜率增大， 因而E将增大；张应力使原子间距离增加，因而E下降。 （实际上，压缩模量通常大于拉伸模量） 温度升高，原子间距增大，E降低。

无机材料的受力形变
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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